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刚玉类型对铝锆碳材料性能的影响

石干 , 岳卫东 , 李明 , 李晓军 , 孙庚辰

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2003.02.004

分别采用致密刚玉、白刚玉、板状刚玉为主要原料,制作铝锆碳试样,对其常温性能、高温抗折强度、耐磨性、抗渣侵蚀性、热震稳定性和显微结构进行了对比研究.结果发现:由致密刚玉配制的铝锆碳试样的综合性能与由板状刚玉配制的试样的基本相当,比由白刚玉配制的试样的略好.

关键词: 铝锆碳材料 , 滑板 , 刚玉 , 高温抗折强度 , 耐磨性 , 抗渣侵蚀性 , 热震稳定性 , 显微结构

SHS转炉补炉料的物相组成及显微结构特征

李建平 , 倪文 , 陈德平

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2003.05.009

利用自蔓延高温合成(SHS)原理,选择工业铝粉作为发热剂,菱镁矿为供氧剂,通过铝热反应,研制出了一种以镁砂为骨料,以镁铝尖晶石和炭质材料作为结合相的新型SHS转炉补炉料.对不同环境温度下补炉料的物相组成及显微结构进行了研究,并对合成尖晶石的固相反应原理及SHS产物相的烧结机制进行了探讨.结果表明:补炉料中颗粒状的骨料方镁石与SHS反应产物尖晶石、非晶质碳、少量刚玉相和硅酸盐玻璃相共同构成含有气孔的交织结构,形成尖晶石、碳桥和陶瓷相与方镁石骨料的多重结合;SHS反应过程分碳酸盐矿物的分解反应、铝热氧化还原反应(即SHS反应)和合成尖晶石的固相烧结反应三步进行,其烧结受扩散机理控制.

关键词: 自蔓延高温合成 , 转炉 , 补炉料 , 炭素材料 , 尖晶石 , 镁砂 , 烧结机理 , 显微结构

Effects of Current Density on Microstructure of Titania Coatings by Micro-arc Oxidation

材料科学技术（英文）

关键词: 二氧化钛涂层 , 电流密度 , 微弧氧化 , 显微结构 , 场发射扫描电子显微镜 , 共聚焦激光扫描显微镜 , X-射线衍射 , 金红石相

氧化铝含量对炭／炭复合材料表面碳化硅涂层结构和抗高温氧化性能的影响

郭顺 , 孙本双 , 张武装 , 曾毅

材料保护

炭／炭（C／C）复合材料的抗高温氧化性能多依赖于其表面的碳化硅（SiC）涂层。为了弄清包埋料中氧化铝（Al2O3）的含量对SiC涂层性能及机理的影响，用包埋法在C／C表面制备了SiC涂层。通过x射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及高温抗氧化试验，研究了包埋料中Al2O3含量对SiC涂层的显微结构、缺陷（裂纹和孔洞）及抗氧化性能的影响，并从热力学角度探讨了Al2O3对涂层生长的促进机制。结果表明：随着包埋料中Al2O3含量的增加，SiC涂层厚度逐渐增大，其晶粒得到细化，抗氧化性能逐渐变好；过量的Al2O3使SiC涂层在生成过程中产生的CO气体逐渐增多，导致SiC涂层的裂纹和孔洞增多，涂层变得疏松，抗氧化性能逐渐恶化。

关键词: SiC涂层 , Al2O3 , 包埋法 , 抗氧化性 , 显微结构 , 生长机制 , C , C复合材料

多弧离子镀TiAlZrCr/(Ti, Al, Zr, Cr)N梯度膜的微观结构与耐磨损性能^*

赵时璐 , 张震 , 张钧 , 王建明 , 张正贵

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00522

采用多弧离子镀技术, 使用Ti-Al-Zr合金靶及Cr单质靶的组合方式, 在W18Cr4V高速钢基体上制备TiAlZrCr/(Ti, Al, Zr, Cr)N四元梯度氮化物膜. 利用SEM和XRD分析梯度膜的微观组织和结构, 使用摩擦磨损试验机研究梯度膜在室温(15 ℃)和高温(500 ℃)下的耐磨损特性, 并采用SEM观察磨痕形貌. 结果表明, 在不同沉积偏压下制备的四元梯度膜均具有fcc-NaCl型的TiN结构, 其组织致密均匀, 呈典型的柱状晶形态. 梯度膜的摩擦磨损机理是以塑性变形为主要特征的黏着磨损, 并伴有轻微的磨粒磨损. 在室温和高温下磨损时的平均摩擦系数分别在0.25~0.30和0.30~0.35之间, 且当沉积偏压增加至-200 V时, 梯度膜的耐磨损性能实现最优化.

关键词: TiAlZrCr/(Ti , Al , Zr , Cr)N梯度膜 , 多弧离子镀 , 偏压 , 显微结构 , 耐磨损性能

原位合成MoSi2反应烧结SiC-MoSi2复合材料

郜剑英 , 蒋明学 , 王刚 , 江莞

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2003.05.004

将Mo粉和Si粉按1:2的摩尔比,在聚乙烯球磨罐中球磨混合4 h,然后与SiC粉按不同的比例配料,加入少量的Al2O3微粉和活性炭粉,再共磨混合24 h;然后在20 MPa的压力下压制成型,在1650℃下、氮气气氛中烧结,保温1 h后自然冷却至室温.采用XRD、SEM和EDAX等手段对反应产物的物相组成、组织结构和微区成分进行了分析,结果表明:原位合成MoSi2反应烧结SiC-MoSi2复合材料由SiC、MoSi2以及少量的残余硅组成;其显微组织结构疏松,颗粒堆积呈蜂窝状.根据实验结果,讨论了复合材料显微结构的形成机制,并着重对MoSi2颗粒聚集区中的空心粒子及其周围分散的小气孔的形成机制进行了阐述.

关键词: 复合材料 , SiC , MoSi2 , 反应烧结 , 原位合成 , 相组成 , 显微结构

烧成温度和保温时间对红柱石基材料烧结性能的影响

廖桂华 , 徐国辉 , 李柳生 , 蒋明学

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.04.005

以高纯度南非红柱石(有4～1 mm、＜1 mm和＜0.088 mm三种粒级,且4～1 mm的颗粒料为1500℃3 h煅烧过的熟料)和活性氧化铝细粉(粒度＜0.044mm)为原料,经配料、混练、成型、干燥后,将一部分试样分别在1300℃、1400℃、1500℃和1600℃下保温3 h煅烧;另一部分试样在1600℃下分别保温1 h、3 h、6 h和9 h煅烧,待试样随炉冷却至常温后,检测其体积密度、显气孔率、耐压强度和烧成线变化率等,并采用XRD、SEM等手段分析各试样的物相组成和显微结构,以研究烧成温度及保温时间对高纯度红柱石的莫来石化程度及对红柱石基材料烧结性能的影响.结果表明:提高烧成温度对促进高纯红柱石的莫来石化十分有效,延长保温时间对于促进制品的烧结作用很大;高纯红柱石基材料需在1600℃下保温3 h烧成,才能使红柱石完全莫来石化;欲使材料烧结良好且玻璃相含量低,物相较纯,则保温时间要达到6 h左右.

关键词: 烧成温度 , 保温时间 , 红柱石基材料 , 烧结性能 , 莫来石化 , 物相组成 , 显微结构

不同烧结气氛下SiAlON结合刚玉材料的烧结行为和显微结构

谭清华 , 王玺堂

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2006.01.002

以α-Al2O3微粉和Si3N4粉为主要原料,分别以Al粉、AlN粉、SiO2微粉、Al粉+Ce2O3粉、Al粉+Si粉+Ce2O3粉作添加剂,在空气中裸烧(氧化气氛)和空气中埋炭(还原气氛)的条件下,分别进行1350℃、1450℃、1550℃、1600℃保温6 h的热处理后,制备了SiAlON结合刚玉复相材料,并研究了烧结气氛、烧结温度和添加剂种类对试样烧结行为和显微结构的影响.结果表明:添加稀土氧化物Ce2O3或少量SiO2微粉能促进材料的烧结;在氧化气氛下,以SiO2微粉为添加剂的试样的致密化程度随处理温度的升高而降低,而在埋炭还原气氛下,其致密化程度随温度的升高而提高;SEM观察还表明,含不同添加剂的试样在不同气氛中处理后的显微结构也不同.

关键词: SiAlON , 刚玉 , 氧化气氛 , 还原气氛 , 烧结行为 , 显微结构 , SiO2微粉

空气气氛中烧成Si3N4-SiC复合材料的性能、相组成和显微结构

吴宏鹏 , 任颖丽 , 王林俊 , 孙加林 , 洪彦若

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.04.003

以氮化硅细粉(粒度＜0.088 mm,w(β-Si3N4)＞95%)、碳化硅(w(SiC)＞98%,粒度分别为2.8～0.9mm、0.9～0.15 mm、＜0.115 mm和＜0.063 mm四级)、硅粉(粒度＜0.045 mm,w(Si)＞98%)和硅灰(w(SiO2)=98.3%)为原料,以木质素磺酸钙水溶液作成型结合剂,采用150 MPa的压力成型为65 mm×114 mm×230mm的Si3N4-SiC、Si3N4-SiC-Si和Si3N4-SiC-SiO2三种试样.在空气气氛中,以50℃·h-1的升温速度升至800℃保温4 h,再升至1450℃保温2 h,自然冷却至室温后,测定烧成后试样的常温耐压强度、常温抗折强度、1400℃下的高温抗折强度、显气孔率、体积密度和残氮率,并采用XRD、SEM和EPMA等手段分析烧后试样的相组成和显微结构.结果表明:3种试样在空气气氛中烧成后的高温(1400℃)和常温抗折强度都比较高,显气孔率都比较低,而耐压强度则以Si3N4-SiC试样的最高;烧成后试样中心区域的残氮率以Si3N4-SiC-Si试样的最高,Si3N4-SiC-SiO2试样的次之,Si3N4-SiC试样的最小;在空气气氛中烧成后,Si3N4-SiC试样中的Si3N4分解较多,SiC-Si3 N4-Si试样的表面和内部都明显含有单质Si,SiC-Si3N4-SiO2试样表面区域的Si2N2O晶体发育很好,而内部区域的晶体发育较小.

关键词: 氮化硅 , 碳化硅 , 复合材料 , 空气气氛 , 烧结性能 , 相组成 , 显微结构

Al-Si复合Al2O3-β-SiAlON-C材料加热过程中性能、相组成和显微结构的变化

陈方 , 叶方保 , 钟香崇

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.03.007

以电熔白刚玉(≤0.5、≤0.088和≤0.045 mm)、熔融石英(≤0.5 mm)、鳞片石墨(≤0.15 mm)、矾土基β-SiAlON(≤0.088 mm)、Al粉(≤0.074 mm)和Si粉(≤0.074 mm)为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,制成25 mm×25 mm×125 mm的Al-Si复合Al2O3-β-SiAlON-C试样,经200℃固化24 h后,分别在800、1 000、1 200、1 400和1 600℃下埋炭(石墨)保温3 h,冷却后测定其体积密度、显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度和抗热震性,并进行XRD和SEM分析.结果表明:1)随着热处理温度的升高,Al-Si复合Al2O3-β-siAlON-C试样的显气孔率均下降,体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度、热震后残余抗折强度均逐渐提高,但其抗折强度保持率在经1 000℃热处理后最高,随后逐渐降低;2)在高温还原气氛的热处理过程中,试样中的Al、Si与C(CO)或N2反应,原位生成了AlN、β-SiC、Al4C3和β-SiAlON等非氧化物,对试样具有填充气孔及增强增韧的作用.

关键词: 铝粉 , 硅粉 , 赛隆 , 铝碳材料 , 性能 , 相组成 , 显微结构